Jak właściwie działają listwy?

Listwa to wysuwana wersja urządzenia zwanego „szczeliną krawędzi czołowej”. Zasadniczo jest to szczelina tuż za wiodącą krawędzią.

Kiedy samolot leci wolno, prawdopodobnie będzie leciał nieco nosem w górę, aby utrzymać lot poziomy, albo będzie opadał, albo gdzieś pomiędzy. W obu przypadkach powietrze uderza w skrzydło pod większym kątem niż wtedy, gdy samolot jest skierowany do przodu i leci prosto z dużą prędkością. Kąt, pod jakim powietrze uderza w skrzydło, to kąt natarcia .

Na powierzchni na skrzydle znajduje się warstwa wolno poruszającego się powietrza zwana warstwą graniczną , spowodowana tarciem między skrzydłem a powietrzem . Ta warstwa graniczna sprawia, że skrzydło wydaje się grubsze niż jest, szczególnie w kierunku tyłu, ponieważ powietrze gromadzi się w kierunku tyłu. Szybszy przepływ powietrza woli przepływać wokół tej warstwy granicznej, zamiast przez ją / wokół folii, co oznacza, że szybko poruszające się powietrze jest obracane mniej, a zatem wytwarza mniejsze zasysanie przy wierzch folii.

Na krawędzi spływu ta warstwa graniczna kończy się turbulencjami i powoduje większe ssanie z tyłu. Oczywiście, ze względu na krzywiznę płata, tylna strona górnej części skrzydła jest bardziej nachylona do tyłu i mniej do góry, więc ssanie w tym obszarze stwarza większy opór i mniejszą siłę nośną niż ssanie dalej do przodu.

W efekcie, ze względu na warstwę graniczną, przepływ powietrza wokół skrzydła „widzi”, że górna tylna część skrzydła wybrzusza się bardziej niż w rzeczywistości. Wynikowy „kształt” skrzydła jest bardziej płaski u góry, co powoduje mniejszą siłę nośną i ma tępszą, bardziej stromą krawędź spływu, co powoduje większy opór.

Przy wyższym kącie natarcia wspomnianym powyżej, warstwa graniczna nad górną częścią skrzydła jest jeszcze grubsza, ponieważ, jak można się domyślić, przepływ powietrza wokół skrzydła byłby bardziej spowolniony podczas trudniejszej podróży. Ostatecznie, z tyłu, kierunek przepływu powietrza w warstwie granicznej może się odwrócić (jest to tzw. separacja przepływu ) tworząc jeszcze większe turbulencje i jeszcze bardziej zwiększając ssanie w tym regionie, pogarszając coś, co jest złe.

Wraz ze wzrostem kąta natarcia warstwa graniczna nadal się pogrubia, a strefa oddzielonego przepływu rozszerza się do przodu, w końcu nadejdzie czas, kiedy skrzydło „wybrzusza się” tak bardzo, że nie powoduje już wzrostu w podnoszeniu, ale powoduje duży opór. To jest przeciągnięcie .

Szczelina za wysuniętą listwą pozwala na szybszy przepływ powietrza, w górę iw ten sposób ścieńczenie warstwy granicznej.

Jaka jest więc różnica między klapami a listwami?

• Klapy odchylają powietrze przepływające już przez skrzydło w dół. Lamele umożliwiają dopływ świeżego powietrza przez skrzydło. (UWAGA: są klapy ze szczelinami. Te sloty działają tak samo jak listwy.)
• Klapy mogą pracować pod zerowym kątem natarcia. Listwy nie mogą.

Ponadto, tylko wyjaśnienie dla PO na temat „stłumienia”. Opadanie krawędzi czołowej to dokładnie to, na co wygląda. Daje powietrzu płynniejszą podróż nad skrzydłem przy dużym kącie natarcia, zwiększając siłę nośną. Ale przy małych kątach powoduje ujemny wzrost …..

Komentarze

• ” Kiedy samolot leci wolno, będzie leciał nieco dziobem do góry lub opadał. ” Czy samolot nie może być jednocześnie dziobem do góry i malejąco? Czy nie może być powolne i równe? Czy nie może być powolny, z opuszczonym nosem i opadający? Wydaje się, że jest całkiem niezły & suchy albo że nie ' nie sądzę.
• @ FreeMan I ' poprawiłem sformułowanie, aby było dokładniejsze, dziękuję. Nawiasem mówiąc, ” wolno i poziom ” może być nieco mylące. To pytanie dotyczy zwiększonego kąta natarcia, do czego służą listwy, i tak jest ogólnie związane z AFAIK podczas startu i lądowania

Najnowocześniejsza listwa została wynaleziona niezależnie przez Gustava Lachmanna i Handleya Pagea tuż po pierwszej wojnie światowej. (Lachmann obecnie przybył do Wielkiej Brytanii, aby pracować dla Handley Page.) Przekierowuje przepływ powietrza w dół nad skrzydłem, umożliwiając skrzydłu działanie przy większym kącie natarcia, a tym samym przy niższych prędkościach, bez przeciągania. Jest najbardziej potrzebny w pobliżu końcówek skrzydeł, a ponieważ powoduje opór, często jest dodawany tylko do sekcji zewnętrznej.

Szczelina między listwą a skrzydłem nazywana jest szczeliną. Wczesne przykłady zostały naprawione, ale chowane listwy zostały wprowadzone później, aby zmniejszyć opór podczas rejsu. Alternatywnie, niektóre stałe listwy zostały zamontowane w skrzydłach (jak w myśliwcu rakietowym Me 163 Komet z II wojny światowej), tak że tylko gniazdo wyglądało inaczej niż reszta skrzydła. Analizy aerodynamiczne często koncentrują się na szczelinie, dlatego autorzy często różnią się co do tego, które z nich traktują jako urządzenie podstawowe, a które jako dodatkowe; możesz to zauważyć w niektórych innych odpowiedziach i komentarzach tutaj.

Zwykła klapa przedniej krawędzi obejmuje całą sekcję przedniej krawędzi i „kiwa głową” w dół, aby zwiększyć pochylenie skrzydła. Zwiększa to uniesienie siatki.

Klapa Krügera lub Kruegera jest powiązanym z czołem urządzeniem, które wygląda podobnie jak listwa po złożeniu, ale jest osadzone na zawiasach u góry i obraca się do przodu, gdy jest obsługiwane w celu zwiększenia cyrkulacji powietrza skrzydło, a tym samym zwiększają siłę nośną.

Wszystkie inne klapy są zamontowane na krawędzi spływu i zwiększają siłę nośną, kierując więcej powietrza w dół. Zwykłe klapy są tylko na zawiasach, klapy Fowlera mają szczeliny, podobnie jak listwy. Istnieje wiele innych odmian.

Mówiąc ogólnie, listwy pozwalają na większe AoA, aby zwiększyć siłę nośną, podczas gdy klapy zwiększają siłę nośną bez konieczności podnoszenia nosa. Oba pozwalają samolotowi latać wolniej bez przeciągania.

Sloty i sloty to dwie różne koncepcje.

Listwy z przodu skrzydła, z tyłu klapki. Obie służą do zmiany pochylenia lub krzywizny skrzydła, zwiększenia powierzchni skrzydła i zmiany kąta natarcia (kąt cięciwy aerodynamicznej skrzydła na wiatr względny. Wpływają na upwash, czyli przepływ powietrza przed skrzydłem, i downwash, przepływ powietrza za skrzydłem, z których oba są elementami podnoszenia.

Lamele są w różnych formach, od aktywowanych grawitacyjnie (wysuwanych na rolkach, takich jak Sabreliner), po hydrauliczne, elektryczne i sterowane pneumatycznie. Mogą być powłoką na przedniej krawędzi skrzydła, która rozciąga się do przodu i do dołu, i może mieć szczelinę (co pomaga opóźnić separację powietrza nad skrzydłem). Niektóre to panele z włókna szklanego, które wystają spod skrzydła i wleciały do zakrzywiony kształt (np. 747), a niektóre to płaskie panele, które obracają się do przodu i do dołu (np. 727).

Zazwyczaj w samolotach wyposażonych w listwy listwy są wysuwane jako pierwsze lub z pierwszym przyrostem klap i pozostają wysunięte podczas wszystkich operacji klap. Lamele mogą być również schowane pod pewnymi warunkami okoliczności, ale brak listew oznacza wzrost prędkości przeciągnięcia. Asymetryczne wysunięcie listew prowadzi również do znacznej nierównowagi siły nośnej z jednego skrzydła na drugie i skutkuje katastrofą.

Listwy i klapy są zwykle wysuwane w różnym stopniu, zarówno do startu, jak i do lądowania. Niektóre systemy automatycznie wydłużają listwy w warunkach niskiej prędkości lub dużego kąta natarcia, aby zapewnić margines przeciągnięcia. Niektóre samoloty wykorzystują systemy sterowania lotem, które automatycznie włączają i wyłączają listwy. Połączenie listew i klap zwiększa siłę nośną; większe przyrosty klap również zwiększają opór, a efektem listew z klapami jest umożliwienie wolniejszego podejścia do lądowania przy zachowaniu bezpiecznego marginesu przeciągnięcia.

Komentarze

• Listwy i boksy to dwie różne koncepcje. WDYM

Co listwy nie polega na zwiększeniu pochylenia skrzydła, co pozwala na generowanie większej siły nośnej przy niższej prędkości. Doskonale uzupełniają klapy, aby przekształcić wybredne skrzydło „nadkrytyczne” (zaprojektowane z myślą o optymalnych osiągach transonicznych) w maszynę wytwarzającą podnośnik o niższej prędkości.

Pochylenie musi być zminimalizowane przy prędkościach transsonicznych, aby uniknąć tworzenia się fal uderzeniowych powodujących opór na szczycie skrzydła. Mechanizm przyspieszonego powietrza „Bernoulliego”, który działa tak dobrze, aby uzyskać współczynnik podnoszenia do oporu przekraczający 150 i bardzo delikatną charakterystykę przeciągnięcia (patrz DAE 21 na airfoiltools.com), nie może być używany, gdy przepływ powietrza nad skrzydłem zbliża się bariera dźwięku.

Opuszczanie listew i klap umożliwia ogromnemu samolotowi utrzymanie udźwigu na poziomie 1/3 jego prędkości przelotowej. Złożenie ich umożliwia osiągnięcie prędkości przekraczającej 500 mil na godzinę.

Ale jest tak więcej: listwy również radykalnie poprawiają właściwości przeciągania skrzydeł zamiatanych poprzez „wymywanie” lub obniżanie kąta natarcia końców skrzydeł. Listwy sprawiają, że manewrowanie przy mniejszej prędkości jest znacznie bezpieczniejsze.

Komentarze

• Zwiększyć pochylenie?
• folia nadkrytyczna ma duży okrągły przednią krawędź, zapewniającą dobrą obsługę przy niskich prędkościach.
• Myślę, że twoja odpowiedź skupia się na funkcji opadaniu , nie mówiąc o tym. I ' Nie jestem pewien, czy wszystkie listwy mają funkcję opadania.
• @Abdullah ” zaokrąglona krawędź czołowa ” jest dokładnie tym, co robi listwa. Przy wyższych prędkościach lepiej być szczuplejszym.
• @RobertDiGiovanni Chodzi mi o to, że powinieneś sprecyzować swoją odpowiedź, kiedy mówisz o opadaniu i kiedy mówisz o slocie